在 Python 中实现多图

Question

我正在尝试在 Python 中实现多重映射。我有每条记录的三个字段。

序列号、名称、食物

1 John Apple
2 Bill Orange
3 Josh Apple

这里，SerialNo 和 Name 不会重复，Food 除外。

我可以在我的哈希图中插入一个键、值和查询。但是，如何与三个值建立关系。作为，我想查询，

SerialNo s where Food='Apple'
Name where Food='Apple'
Food where Name='Bill'
Get the all stored data (SerialNo, Name, Food)

我只能创建一个索引，但是如何查询每个字段。

这是我插入数据的 hashmap，

class HashMap:
    def __init__(self):
        self.store = [None for _ in range(16)]
        self.size = 0

    def put(self, key, value):
        p = Node(key, value)
        key_hash = self._hash(key)
        index = self._position(key_hash)
        if not self.store[index]:
            self.store[index] = [p]
            self.size += 1
        else:
            list_at_index = self.store[index]
            if p not in list_at_index:
                list_at_index.append(p)
                self.size += 1
            else:
                for i in list_at_index:
                    if i == p:
                        i.value = value
                        break

我不能使用 dict ，我更喜欢从头开始构建函数以用于学习目的。

Answer 1

听起来您正在尝试实现一个数据库表。这最自然地实现为一组 dicts。 （但也有一些实现更高效的库，例如 sqlite 和 pandas）

table = {
   dict(zip(('SerialNo', 'Name', 'Food'), row))
   for row in [
      (1, 'John', 'Apple'),
      (2, 'Bill', 'Orange'),
      (3, 'Josh', 'Apple'),
   ]
}

您可以将查询作为列表推导进行。

# SerialNo s where Food='Apple'
[row['Food'] for row in table if row['Food'] == 'Apple']

# Name where Food='Apple'
[row['Name'] for row in table if row['Food'] == 'Apple']

# Food where Name='Bill'
[row['Food'] for row in table if row['Name'] == 'Bill']

# Get the all stored data (SerialNo, Name, Food)
table

可以进行更复杂的查询。对于大型表，可以通过提前创建外部索引来提高查询效率，就像数据库引擎一样。使用带有查找键的字典并将它们指向表集中的行字典。

name_index = {row['Name']: row for row in table}

name_index['John']  # {'SerialNo': 1, 'Name': 'John', 'Food': 'Apple'}

您还可以尝试使用一组命名元组作为表行而不是字典，以提高效率。这也让您可以使用点符号来访问单元格。

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新要求：

嗨，我不能使用 dict 。我更喜欢构建用于学习目的的功能。

好的，所以实现一个普通的哈希表并使用它而不是本机 Python 字典。如果您需要多个索引，请如上所述使用多个哈希表。

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但是，我有重复的 Food 值，如何对其进行索引？

想想使用这个索引的查询会返回什么。这是一组使用该食物而不是单行的行，对吗？这就是您在索引哈希表中查找的值。

{food: {row for row in table if row['Food']==food}
 for food in {row['Food'] for row in table}}

使用 for 循环可能会更有效地做到这一点。

food_index = {}
for row in table:
    food_index.setdefault(row['Food'], set()).add(row)

如果唯一索引也返回一组行而不是单行，它可能会简化您的逻辑。 （在这种情况下，该集合将包含一行。）

name_index = {row['Name']: {row} for row in table}

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我仍在使用 dicts 来简明地演示该方法，但是您没有理由不能自己实现所有这些功能。甚至可以使用函数调用中的生成器表达式来完成推导，例如

{k:v for k, v in foo}
dict((k, v) for k, v in foo)

上面的两行在功能上是等效的。当然，如果foo 已经包含对（例如zip 调用的结果），它可以简化为

dict(foo)

您可以使用自己的哈希表类代替dict。

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您的多映射实现可以在初始化时创建和存储这些索引，并在从表中添加或删除行时适当地更新每个索引中的行集。改变行字典可能会使索引无效，因此将每一行设为不可变类型（如命名元组等）可能更合适（如果必须，请自行实现）。那么修改表中的一行就是添加一个新行并删除旧行。